Tlhahlobo e fapaneng ea li-nodule tsa matšoafo tse khetholloang ka computed tomography (CT) e ntse e le phephetso ts'ebetsong ea bongaka. Mona, re hlalosa metabolome ea lefats'e ea lisampole tse 480 tsa serum, ho kenyeletsoa le li-control tse phetseng hantle, li-nodule tsa matšoafo tse se nang kotsi, le adenocarcinoma ea matšoafo ea mohato oa I. Li-adenocarcinoma li bontša li-profiles tse ikhethang tsa metabolomic, athe li-nodule tse se nang kotsi le batho ba phetseng hantle li na le ho tšoana ho hoholo liprofileng tsa metabolomic. Sehlopheng sa ho sibolloa (n = 306), sete ea li-metabolite tse 27 e ile ea fumanoa ho khetholla pakeng tsa li-nodule tse se nang kotsi le tse kotsi. AUC ea mohlala oa khethollo ho netefatso ea kahare (n = 104) le netefatso ea kantle (n = 111) e ne e le 0.915 le 0.945, ka ho latellana. Tlhahlobo ea tsela e senotse keketseho ea li-metabolite tsa glycolytic tse amanang le tryptophan e fokotsehileng serum ea adenocarcinoma ea matšoafo ha e bapisoa le li-nodule tse se nang kotsi le li-control tse phetseng hantle, 'me ea fana ka maikutlo a hore ho nkuoa ha tryptophan ho khothalletsa glycolysis liseleng tsa mofetše oa matšoafo. Phuputso ea rona e totobatsa bohlokoa ba li-biomarker tsa metabolite ea serum ho lekanyeng kotsi ea li-nodule tsa matšoafo tse fumanoang ke CT.
Tlhahlobo ea pele ho nako e bohlokoa ho ntlafatsa sekhahla sa ho pholoha bakeng sa bakuli ba kankere. Liphetho tse tsoang Tekong ea Naha ea Tlhahlobo ea Kankere ea Matšoafo ea US (NLST) le Phuputso ea NELSON ea Europe li bontšitse hore tlhahlobo ka computed tomography (LDCT) ea tekanyo e tlase e ka fokotsa haholo lefu la kankere ea matšoafo lihlopheng tse kotsing e kholo1,2,3. Ho tloha ha tšebeliso e atileng ea LDCT bakeng sa tlhahlobo ea kankere ea matšoafo, liketsahalo tsa liphetho tsa radiographic tse sa reroang tsa li-nodule tsa pulmonary tse se nang matšoao li tsoetse pele ho eketseha 4. Li-nodule tsa pulmonary li hlalosoa e le libaka tse sa bonahaleng tse fihlang ho 3 cm ka bophara 5. Re tobane le mathata a ho lekola monyetla oa ho ba le mofetše le ho sebetsana le palo e kholo ea li-nodule tsa pulmonary tse fumanoeng ka tšohanyetso ho LDCT. Meeli ea CT e ka lebisa litlhahlobong tse latelang khafetsa le liphetho tse fosahetseng, tse lebisang ho kenella ho sa hlokahaleng le kalafo e feteletseng6. Ka hona, ho na le tlhoko ea ho nts'etsapele li-biomarker tse tšepahalang le tse thusang ho khetholla kankere ea matšoafo ka nepo mehatong ea pele le ho khetholla li-nodule tse ngata tse se nang kotsi ha ho fumanoa qalong 7.
Tlhahlobo e felletseng ea limolek'hule tsa mali (serum, plasma, lisele tsa mononuclear tsa mali tse ka ntle), ho kenyeletsoa le genomics, proteomics kapa methylation ea DNA8,9,10, e lebisitse thahasellong e ntseng e hola ea ho sibolloa ha li-biomarker tsa tlhahlobo ea kankere ea matšoafo. Ho sa le joalo, mekhoa ea metabolomics e lekanya lihlahisoa tsa ho qetela tsa sele tse susumetsoang ke liketso tsa tlhaho le tsa kantle 'me ka hona li sebelisoa ho bolela esale pele qalo le sephetho sa lefu. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS) ke mokhoa o sebelisoang haholo bakeng sa lithuto tsa metabolomics ka lebaka la kutloisiso ea eona e phahameng le sebaka se seholo sa matla, se ka koahelang metabolites tse nang le thepa e fapaneng ea physicochemical11,12,13. Le hoja tlhahlobo ea lefats'e ea metabolomic ea plasma/serum e sebelisitsoe ho khetholla li-biomarker tse amanang le tlhahlobo ea kankere ea matšoafo14,15,16,17 le katleho ea kalafo, li-classifiers tse 18 tsa metabolite ea serum ho khetholla pakeng tsa li-nodule tsa matšoafo tse se nang kotsi le tse kotsi li ntse li lokela ho ithutoa haholo. -liphuputso tse kholo.
Adenocarcinoma le squamous cell carcinoma ke mefuta e 'meli e meholo ea kankere ea matšoafo ea lisele tse seng nyane (NSCLC). Liteko tse fapaneng tsa tlhahlobo ea CT li bontša hore adenocarcinoma ke mofuta o tloaelehileng haholo oa histological oa kankere ea matšoafo1,19,20,21. Thutong ena, re sebelisitse ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS) ho etsa tlhahlobo ea metabolomics ho kakaretso ea lisampole tse 695 tsa serum, ho kenyeletsoa le taolo e phetseng hantle, li-nodule tsa pulmonary tse se nang kotsi, le CT-detected ≤3 cm. Tlhahlobo ea Stage I lung adenocarcinoma. Re hlwaile phanele ea li-metabolite tsa serum tse khethollang adenocarcinoma ea matšoafo ho li-nodule tse se nang kotsi le taolo e phetseng hantle. Tlhahlobo ea ntlafatso ea tsela e senotse hore tryptophan e sa tloaelehang le metabolism ea glucose ke liphetoho tse tloaelehileng ho adenocarcinoma ea matšoafo ha e bapisoa le li-nodule tse se nang kotsi le taolo e phetseng hantle. Qetellong, re thehile le ho netefatsa sehlopha sa metabolism ea maling se nang le ho hlaka ho hoholo le kutloelo-bohloko ho khetholla pakeng tsa li-nodule tsa matšoafo tse kotsi le tse se nang kotsi tse fumanoang ke LDCT, tse ka thusang ho khetholla pele le ho hlahloba kotsi.
Phuputsong ea hona joale, lisampole tsa serum tse tsamaellanang tsa bong le lilemo li ile tsa bokelloa ka ho sheba morao ho tsoa ho balaoli ba 174 ba phetseng hantle, bakuli ba 292 ba nang le li-nodule tse se nang kotsi tsa matšoafo, le bakuli ba 229 ba nang le adenocarcinoma ea matšoafo ea mohato oa I. Litšobotsi tsa palo ea batho ba 695 li bontšitsoe Tafoleng e Tlatsetsang ea 1.
Jwalo ka ha ho bontshitswe ho Setshwantsho sa 1a, disampole tse 480 tsa serum, ho kenyeletswa le disampole tse 174 tsa taolo e phetseng hantle (HC), di-nodule tse 170 tse sa sebetseng hantle (BN), le disampole tse 136 tsa mohato wa I wa lung adenocarcinoma (LA), di ile tsa bokellwa Setsing sa Kankere sa Sun Yat-sen University. Sehlopha sa ho sibolla bakeng sa tlhahlobo ya metabolomic e sa lebellwang ho sebediswa ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS). Jwalo ka ha ho bontshitswe ho Setshwantsho sa Tlatsetso sa 1, di-metabolite tse fapaneng pakeng tsa LA le HC, LA le BN di ile tsa hlwauwa ho theha mohlala wa ho arola le ho hlahloba ka ho eketsehileng tlhahlobo ya tsela e fapaneng. Disampole tse 104 tse bokelletsweng ke Setsi sa Kankere sa Sun Yat-sen University le disampole tse 111 tse bokelletsweng ke dipetlele tse ding tse pedi di ile tsa netefatswa ka hare le ka ntle, ka ho latellana.
a Palo ea batho ba ithutang sehlopheng sa ba sibollotsoeng ba ileng ba hlahlojoa ka metabolomics ea serum lefatšeng ka bophara ba sebelisa ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS). b Karolo e nyenyane ea likarolo tse khethollang (PLS-DA) ea metabolome eohle ea lisampole tse 480 tsa serum ho tsoa sehlopheng sa ba ithutang, ho kenyeletsoa le taolo e phetseng hantle (HC, n = 174), li-nodule tse se nang kotsi (BN, n = 170), le stage I lung adenocarcinoma (Los Angeles, n = 136). +ESI, positive electrospray ionization mode, -ESI, negative electrospray ionization mode. c–e Metabolites e nang le bongata bo fapaneng haholo lihlopheng tse peli tse fanoeng (teko ea maemo a saennoeng a Wilcoxon e nang le mehatla e 'meli, boleng ba p bo fetotsoeng ba sekhahla sa ho sibolloa ha bohata, FDR <0.05) li bontšoa ka bofubelu (phetoho ea ho mena > 1.2) le boputsoa (phetoho ea ho mena < 0.83). ) e bontšitsoeng setšoantšong sa seretse se chesang. 'Mapa oa mocheso oa lihlopha tsa sehlopha o bonts'ang liphapang tse kholo palong ea li-metabolite tse hlalositsoeng lipakeng tsa LA le BN. Lintlha tsa mohloli li fanoa ka mokhoa oa lifaele tsa data ea mohloli.
Metabolome yohle ya serum ya 174 HC, 170 BN le 136 LA sehlopheng sa ho sibolla e ile ya sekasekwa ho sebediswa tlhahlobo ya UPLC-HRMS. Re qala ka ho bontsha hore disampole tsa taolo ya boleng (QC) di bokellana ka thata bohareng ba mohlala wa tlhahlobo ya karolo e ka sehloohong e sa hlokomelwang (PCA), e leng se tiisang botsitso ba tshebetso ya thuto ya hajwale (Setshwantsho se Tlatsetsang sa 2).
Jwalo ka ha ho bontshitswe tlhahlobong ya karolo e nyane ya dikwere tse arohaneng (PLS-DA) ho Setshwantsho sa 1 b, re fumane hore ho ne ho ena le diphapang tse hlakileng pakeng tsa LA le BN, LA le HC mekgweng ya electrospray ionization e ntle (+ESI) le e mpe (−ESI). Leha ho le jwalo, ha ho diphapang tse kgolo tse fumanweng pakeng tsa BN le HC maemong a +ESI le -ESI.
Re fumane likarolo tse 382 tsa phapang pakeng tsa LA le HC, likarolo tse 231 tsa phapang pakeng tsa LA le BN, le likarolo tse 95 tsa phapang pakeng tsa BN le HC (teko ea maemo e saennoeng ea Wilcoxon, FDR <0.05 le phetoho e ngata >1.2 kapa <0.83) (Setšoantšo sa .1c-e). . Litlhōrō li ile tsa hlalosoa ka ho eketsehileng (Tlhahiso ea Tlatsetso 3) khahlanong le database (laeborari ea mzCloud/HMDB/Chemspider) ka boleng ba m/z, nako ea ho boloka le patlo ea bongata ba karohano (lintlha tse hlalositsoeng karolong ea Mekhoa) 22. Qetellong, metabolites tse 33 le 38 tse hlalositsoeng ka liphapang tse kholo ka bongata li ile tsa khetholloa bakeng sa LA khahlanong le BN (Setšoantšo sa 1f le Tafole e Tlatsetsang 2) le LA khahlanong le HC (Setšoantšo se Tlatsetsang 3 le Tafole e Tlatsetsang 2), ka ho latellana. Ka lehlakoreng le leng, ho fumanoe li-metabolite tse 3 feela tse nang le phapang e kholo ka bongata ho BN le HC (Tafole e Tlatsetsang ea 2), e tsamaellanang le ho kopana ha BN le HC ho PLS-DA. Li-metabolite tsena tse fapaneng li akaretsa mefuta e mengata ea lik'hemik'hale (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 4). Ha li kopanngoa, liphetho tsena li bontša liphetoho tse kholo metabolome ea serum e bonts'ang phetoho e mpe ea kankere ea matšoafo ea mohato oa pele ha e bapisoa le li-nodule tsa matšoafo tse se nang kotsi kapa batho ba phetseng hantle. Ho sa le joalo, ho tšoana ha metabolome ea serum ea BN le HC ho bontša hore li-nodule tsa matšoafo tse se nang kotsi li ka arolelana litšobotsi tse ngata tsa baeloji le batho ba phetseng hantle. Kaha liphetoho tsa liphatsa tsa lefutso tsa epidermal growth factor receptor (EGFR) li tloaelehile ho mofuta oa 23 oa adenocarcinoma ea matšoafo, re ile ra batla ho fumana tšusumetso ea liphetoho tsa mokhanni metabolome ea serum. Eaba re sekaseka boemo bohle ba metabolome ea linyeoe tse 72 tse nang le boemo ba EGFR sehlopheng sa adenocarcinoma ea matšoafo. Hoa thahasellisa hore re fumane liprofaele tse tšoanang pakeng tsa bakuli ba fetotsoeng ke EGFR (n = 41) le bakuli ba mofuta oa tlhaho oa EGFR (n = 31) tlhahlobong ea PCA (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 5a). Leha ho le joalo, re hlwaile li-metabolite tse 7 tseo bongata ba tsona bo ileng ba fetoha haholo ho bakuli ba nang le phetoho ea EGFR ha li bapisoa le bakuli ba nang le EGFR ea mofuta oa tlhaho (teko ea t, p < 0.05 le phetoho ea fold > 1.2 kapa < 0.83) (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 5b). Bongata ba li-metabolite tsena (5 ho tse 7) ke acylcarnitines, tse bapalang karolo ea bohlokoa litseleng tsa oxidation ea mafura a acid.
Jwalo ka ha ho bontshitswe mosebetsing o bontshitsweng ho Setshwantsho sa 2 a, di-biomarker bakeng sa ho arola di-nodule di fumanwe ho sebediswa di-operator tse fokolang ka botlalo le kgetho ho itshetlehile ka di-metabolite tse 33 tse fapaneng tse hlwailweng ho LA (n = 136) le BN (n = 170). Motswako o motle wa di-variable (LASSO) - mohlala wa binary logistic regression. Ho netefatswa ha di-cross-validation tse leshome ho sebedisitswe ho leka botshepehi ba mohlala. Kgetho e fetofetohang le ho hlophiswa ha di-parameter di fetolwa ka kotlo ya ho eketsa monyetla ka parameter ya λ24. Tlhahlobo ya metabolomics ya lefatshe ka bophara e entswe ka boikemelo dihlopheng tsa netefatso ya kahare (n = 104) le netefatso ya kantle (n = 111) ho leka tshebetso ya ho arola mohlala wa di-discriminant. Ka lebaka leo, di-metabolite tse 27 sete ya diphuputso di ile tsa hlwauwa e le mohlala o motle ka ho fetisisa wa di-discriminant o nang le boleng bo boholo ba AUC (Setshwantsho sa 2b), oo hara wona tse 9 di neng di eketsehile mme mosebetsi o fokotsehileng o 18 ho LA ha o bapiswa le BN (Setshwantsho sa 2c).
Mokgwa wa mosebetsi bakeng sa ho aha sehlopha sa di-nodule tsa pulmonary, ho kenyeletswa ho kgetha phanele e ntle ka ho fetisisa ya di-metabolite tsa serum sete ya ho sibolla ho sebediswa mohlala wa binary logistic regression ka ho netefatsa ka makgetlo a leshome le ho lekola tshebetso ya ho bolela esale pele diseteng tsa netefatso ya ka hare le kantle. b Dipalopalo tsa netefatso ya sefapano tsa mohlala wa regression wa LASSO bakeng sa kgetho ya biomarker ya metabolism. Dinomoro tse fanweng ka hodimo di emela palo e tloaelehileng ya di-biomarker tse kgethilweng ho λ e fanweng. Mola o mofubedu o nang le matheba o emela boleng bo mahareng ba AUC ho lambda e tsamaellanang. Mekoallo ya diphoso tse putswa e emela boleng bo bonyane le bo hodimo ba AUC. Mola o nang le matheba o bontsha mohlala o motle ka di-biomarker tse 27 tse kgethilweng. AUC, sebaka se ka tlasa mothapo wa seamohedi o sebetsang (ROC). c Diphetoho tse menwang tsa di-metabolite tse 27 tse kgethilweng sehlopheng sa LA ha di bapiswa le sehlopha sa BN sehlopheng sa ho sibolla. Kholomo e kgubedu - ho kenngwa tshebetsong. Kholomo e putswa ke ho theoha. d–f Di-curve tsa seamohedi o sebetsang (ROC) tse bontshang matla a mohlala o kgethollang o itshetlehileng hodima metswako ya di-metabolite tse 27 diseteng tsa netefatso ya ho sibolla, ya ka hare le ya kantle. Data ya mohlodi e fanwa ka mokgwa wa difaele tsa data ya mohlodi.
Mohlala oa ho bolela esale pele o thehiloe ho latela li-coefficients tsa regression tse boima tsa li-metabolite tsena tse 27 (Tafole ea Tlatsetso ea 3). Tlhahlobo ea ROC e thehiloeng ho li-metabolite tsena tse 27 e hlahisitse sebaka se ka tlas'a boleng ba curve (AUC) ba 0.933, kutloisiso ea sehlopha sa ho sibolloa e ne e le 0.868, 'me ho hlaka e ne e le 0.859 (Setšoantšo sa 2d). Ho sa le joalo, har'a li-metabolite tse 38 tse nang le litlhaloso tse fapaneng pakeng tsa LA le HC, sete ea li-metabolite tse 16 e fihletse AUC ea 0.902 ka kutloisiso ea 0.801 le ho hlaka ha 0.856 ho khetholleng LA ho HC (Setšoantšo se Tlatsetso sa 6a-c). Litekanyetso tsa AUC tse thehiloeng meeling e fapaneng ea phetoho ea ho meneha bakeng sa li-metabolite tse fapaneng le tsona li ile tsa bapisoa. Re fumane hore mohlala oa ho arola o sebelitse hantle ho khetholleng pakeng tsa LA le BN (HC) ha boemo ba phetoho ea ho meneha bo behiloe ho 1.2 khahlanong le 1.5 kapa 2.0 (Setšoantšo se Tlatsetso sa 7a,b). Mohlala oa ho arola, o thehiloeng lihlopheng tse 27 tsa metabolite, o ile oa netefatsoa hape lihlopheng tsa ka hare le tsa kantle. AUC e ne e le 0.915 (kutloisiso 0.867, ho hlaka 0.811) bakeng sa netefatso ea ka hare le 0.945 (kutloisiso 0.810, ho hlaka 0.979) bakeng sa netefatso ea ka ntle (Setšoantšo sa 2e, f). Ho lekola katleho ea lilaboratori, lisampole tse 40 tse tsoang sehlopheng sa kantle li ile tsa hlahlojoa laboratoring ea kantle joalo ka ha ho hlalositsoe karolong ea Mekhoa. Ho nepahala ha sehlopha ho fihletse AUC ea 0.925 (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 8). Hobane kankere ea sele ea matšoafo ea squamous (LUSC) ke mofuta oa bobeli o tloaelehileng haholo oa kankere ea matšoafo ea lisele tse seng nyane (NSCLC) kamora adenocarcinoma ea matšoafo (LUAD), re boetse ra leka ts'ebeliso e netefalitsoeng ea liprofaele tsa metabolic. BN le linyeoe tse 16 tsa LUSC. AUC ea khethollo pakeng tsa LUSC le BN e ne e le 0.776 (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 9), e bontšang bokhoni bo fokolang ha bo bapisoa le khethollo pakeng tsa LUAD le BN.
Lithuto li bontšitse hore boholo ba li-nodule litšoantšong tsa CT bo amana hantle le monyetla oa ho ba le mofetše 'me e ntse e le sesosa se seholo sa kalafo ea li-nodule25,26,27. Tlhahlobo ea lintlha tse tsoang sehlopheng se seholo sa phuputso ea tlhahlobo ea NELSON e bontšitse hore kotsi ea mofetše ho batho ba nang le li-nodule tse ka tlase ho 5 mm e ne e tšoana le ea batho ba se nang li-nodule 28. Ka hona, boholo bo fokolang bo hlokang tlhokomelo ea kamehla ea CT ke 5 mm, joalo ka ha ho khothalelitsoe ke Mokhatlo oa Brithani oa Thoracic (BTS), le 6 mm, joalo ka ha ho khothalelitsoe ke Mokhatlo oa Fleischner 29. Leha ho le joalo, li-nodule tse kholo ho feta 6 mm 'me li se na litšobotsi tse totobetseng tse se nang kotsi, tse bitsoang li-nodule tsa pulmonary tse sa tsejoeng (IPN), li ntse li le phephetso e kholo tlhahlobong le tsamaisong ea bongaka30,31. Ka mor'a moo re ile ra hlahloba hore na boholo ba li-nodule bo susumelitse lipontšo tsa metabolomic re sebelisa lisampole tse kopantsoeng ho tsoa ho lihlopha tsa ho sibolloa le tsa netefatso ea ka hare. Ha re shebana le li-biomarker tse 27 tse netefalitsoeng, re ile ra qala ka ho bapisa liprofaele tsa PCA tsa metabolomes tsa HC le BN sub-6 mm. Re fumane hore boholo ba lintlha tsa data bakeng sa HC le BN li ne li tšoana, ho bontša hore maemo a metabolite ea maling a ne a tšoana lihlopheng ka bobeli (Setšoantšo sa 3a). Limmapa tsa litšobotsi ho pholletsa le mefuta e fapaneng ea boholo li ile tsa lula li bolokiloe ho BN le LA (Setšoantšo sa 3b, c), athe karohano e ile ea bonoa pakeng tsa li-nodule tse kotsi le tse se nang kotsi ho 6-20 mm (Setšoantšo sa 3d). Sehlopha sena se ne se e-na le AUC ea 0.927, e ikhethang ea 0.868, le kutloisiso ea 0.820 bakeng sa ho bolela esale pele mofetše oa li-nodule tse lekanyang 6 ho isa ho 20 mm (Setšoantšo sa 3e, f). Liphetho tsa rona li bontša hore mohlophisi a ka hapa liphetoho tsa metabolism tse bakoang ke phetoho ea pele ea mofetše, ho sa tsotelehe boholo ba li-nodule.
Papiso ea liprofaele tsa PCA lipakeng tsa lihlopha tse boletsoeng ho latela sehlopha sa metabolism sa li-metabolite tse 27. CC le BN < 6 mm. b BN < 6 mm khahlano le BN 6–20 mm. ho LA 6–20 mm khahlano le LA 20–30 mm. g BN 6–20 mm le LA 6–20 mm. GC, n = 174; BN < 6 mm, n = 153; BN 6–20 mm, n = 91; LA 6–20 mm, n = 89; LA 20–30 mm, n = 77. e Sekhahla sa tšobotsi ea ts'ebetso ea Receiver (ROC) se bonts'ang ts'ebetso ea mohlala e khethollang bakeng sa li-nodule 6–20 mm. f Boleng ba monyetla bo baliloe ho latela mohlala oa logistic regression bakeng sa li-nodule tse lekanyang 6–20 mm. Mola o putsoa o nang le matheba o emela boleng bo botle ba cutoff (0.455). Linomoro tse ka holimo li emela peresente ea linyeoe tse lebelletsoeng bakeng sa Los Angeles. Sebelisa teko ea t ea Moithuti ea mehatla e 'meli. PCA, tlhahlobo ea likarolo tse kholo. Sebaka sa AUC tlas'a mothapo. Lintlha tsa mohloli li fanoa ka mokhoa oa lifaele tsa data tsa mohloli.
Disampole tse nne (tse dilemo di 44-61) tse nang le boholo bo tshwanang ba maqhutsu a matšoafo (7-9 mm) di ile tsa kgethwa hape ho bontsha tshebetso ya mohlala o sisintsweng wa ho bolela esale pele mofetshe (Setshwantsho sa 4a, b). Tlhahlobong ya pele, Nyewe ya 1 e ile ya hlahiswa e le leqhutsu le tiileng le nang le calcification, e leng tšobotsi e amanang le ho se be le kotsi, athe Nyewe ya 2 e ile ya hlahiswa e le leqhutsu le tiileng ka karolo e sa tsejweng le se nang dibopeho tse totobetseng tse se nang kotsi. Methati e meraro ya di-CT scan tse latelang e bontshitse hore dinyewe tsena di ile tsa dula di tsitsitse ka nako ya dilemo tse 4 mme ka hona di ne di nkuwa e le maqhutsu a se nang kotsi (Setshwantsho sa 4a). Ha ho bapiswa le tlhahlobo ya bongaka ya di-scan tsa CT tse latellanang, tlhahlobo ya metabolite ya serum ya mothapo o le mong ka mohlala wa hajwale wa classifier e ile ya hlwaya maqhutsu ana a se nang kotsi ka potlako le ka nepo ho latela dithibelo tsa monyetla (Tafole ya 1). Setshwantsho sa 4b tabeng ya 3 se bontsha leqhutsu le nang le matshwao a ho hula ha pleural, e atisang ho amahanngoa le mofetshe32. Nyewe ya 4 e hlahiswa e le leqhutsu le tiileng ka karolo e sa tsejweng le se nang bopaki ba sesosa se se nang kotsi. Dinyewe tsena tsohle di ile tsa bolelwa esale pele e le tse kotsi ho ya ka mohlala wa classifier (Tafole ya 1). Tlhahlobo ea adenocarcinoma ea matšoafo e bontšitsoe ka tlhahlobo ea histopathological kamora opereishene ea ho ntša matšoafo (Setšoantšo sa 4b). Bakeng sa sete ea netefatso ea kantle, sehlopha sa metabolism se boletse esale pele ka nepo linyeoe tse peli tsa li-nodule tsa matšoafo tse sa tsejoeng tse kholo ho feta 6 mm (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 10).
Litšoantšo tsa CT tsa fensetere ea axial ea matšoafo a linyeoe tse peli tsa li-nodule tse se nang kotsi. Tabeng ea 1, CT scan kamora lilemo tse 4 e bontšitse leqhutsu le tiileng le lekanyang 7 mm le nang le calcification karolong e ka tlase e letona. Tabeng ea 2, CT scan kamora lilemo tse 5 e senotse leqhutsu le tsitsitseng, le tiileng hanyane le bophara ba 7 mm karolong e ka holimo e letona. b Leqhutsu la axial window Litšoantšo tsa CT tsa matšoafo le lithuto tse tsamaellanang tsa pathological tsa linyeoe tse peli tsa adenocarcinoma ea mohato oa I pele ho ho tlosoa ha matšoafo. Nyeoe ea 3 e senotse leqhutsu le bophara ba 8 mm karolong e ka holimo e letona e nang le ho hula ha pleural. Nyeoe ea 4 e senotse leqhutsu la khalase ea fatše le tiileng hanyane le lekanyang 9 mm karolong e ka holimo e letšehali. Ho silafatsoa ha Hematoxylin le eosin (H&E) ea lisele tsa matšoafo tse khaotsoeng (sekala sa bar = 50 μm) ho bonts'a mokhoa oa kholo oa acinar oa adenocarcinoma ea matšoafo. Metsu e bontša liqhutsu tse fumanoeng litšoantšong tsa CT. Litšoantšo tsa H&E ke litšoantšo tse emelang masimo a mangata a manyane (>3) a hlahlobiloeng ke setsebi sa mafu.
Ha re di kopanya, diphetho tsa rona di bontsha bohlokwa bo ka bang teng ba di-biomarker tsa metabolite ya serum tlhahlobong e fapaneng ya di-nodule tsa pulmonary, e leng se ka bakang diphephetso ha ho lekolwa tlhahlobo ya CT.
Ho latela phanele e netefalitsoeng ea metabolite e fapaneng, re batlile ho fumana likamano tsa baeloji tsa liphetoho tse kholo tsa metabolism. Tlhahlobo ea ntlafatso ea tsela ea KEGG ke MetaboAnalyst e hlwaile litsela tse 6 tse tloaelehileng tse fetotsoeng haholo lipakeng tsa lihlopha tse peli tse fanoeng (LA khahlanong le HC le LA khahlanong le BN, e fetotsoeng p ≤ 0.001, phello > 0.01). Liphetoho tsena li ile tsa khetholloa ke litšitiso metabolism ea pyruvate, metabolism ea tryptophan, metabolism ea niacin le nicotinamide, glycolysis, potoloho ea TCA, le metabolism ea purine (Setšoantšo sa 5a). Re ile ra tsoela pele ho etsa metabolomics e reriloeng ho netefatsa liphetoho tse kholo re sebelisa tekanyo e felletseng. Ho fumana metabolites e tloaelehileng litseleng tse fetotsoeng hangata ka triple quadrupole mass spectrometry (QQQ) ho sebelisoa maemo a 'nete a metabolite. Litšobotsi tsa demografi tsa sampole ea sepheo sa thuto ea metabolomics li kenyelelitsoe Tafoleng e Tlatsetsang ea 4. Ho latela liphetho tsa rona tsa lefats'e ka bophara tsa metabolomics, tlhahlobo ea bongata e tiisitse hore hypoxanthine le xanthine, pyruvate, le lactate li eketsehile ho LA ha li bapisoa le BN le HC (Setšoantšo sa 5b, c, p <0.05). Leha ho le joalo, ha ho na phapang e kholo ho metabolites tsena e fumanoeng pakeng tsa BN le HC.
Tlhahlobo ea ntlafatso ea tsela ea KEGG ea li-metabolite tse fapaneng haholo sehlopheng sa LA ha li bapisoa le lihlopha tsa BN le HC. Ho sebelisitsoe Globaltest e nang le mehatla e 'meli, 'me litekanyetso tsa p li ile tsa fetoloa ho sebelisoa mokhoa oa Holm-Bonferroni (p e fetotsoeng ≤ 0.001 le boholo ba phello > 0.01). b–d Li-Violin plots tse bonts'ang maemo a hypoxanthine, xanthine, lactate, pyruvate, le tryptophan ho serum HC, BN, le LA e khethiloeng ke LC-MS/MS (n = 70 ka sehlopha). Mela e mesoeu le e ntšo e nang le matheba e bontša bohareng le quartile, ka ho latellana. e Violin plot e bonts'ang polelo ea mRNA ea Log2TPM e tloaelehileng (lingoliloeng ka milione) ea SLC7A5 le QPRT ho adenocarcinoma ea matšoafo (n = 513) ha e bapisoa le lisele tse tloaelehileng tsa matšoafo (n = 59) ho dataset ea LUAD-TCGA. Lebokose le lesoeu le emela sebaka sa interquartile, mola o motsho o rapameng bohareng o emela bohareng, mme mola o motsho o otlolohileng o tlohang lebokoseng o emela karohano ea kholiseho ea 95% (CI). f Plot ea kamano ea Pearson ea SLC7A5 le polelo ea GAPDH ho adenocarcinoma ea matšoafo (n = 513) le lisele tse tloaelehileng tsa matšoafo (n = 59) ho dataset ea TCGA. Sebaka se seputsoa se emela 95% CI. r, coefficient ea kamano ea Pearson. g Maemo a tryptophan a tloaelehileng a sele liseleng tsa A549 a fetotsoeng ka taolo ea shRNA e sa tobang (NC) le shSLC7A5 (Sh1, Sh2) e khethiloeng ke LC-MS/MS. Tlhahlobo ea lipalo-palo ea lisampole tse hlano tse ikemetseng ka tlhaho sehlopheng ka seng ea hlahisoa. h Maemo a sele a NADt (kakaretso ea NAD, ho kenyeletsoa le NAD+ le NADH) liseleng tsa A549 (NC) le liseleng tsa SLC7A5 tsa knockdown A549 (Sh1, Sh2). Tlhahlobo ea lipalo-palo ea lisampole tse tharo tse ikemetseng ka tlhaho sehlopheng ka seng ea hlahisoa. Mosebetsi oa Glycolytic oa lisele tsa A549 pele le ka mor'a ho kokota ha SLC7A5 o lekantsoe ka sekhahla sa acidification ea kantle ho sele (ECAR) (n = disampole tse 4 tse ikemetseng ka tlhaho ka sehlopha). 2-DG,2-deoxy-D-glucose. Teko ea t ea Seithuti se nang le mehatla e 'meli e sebelisitsoe ho (b–h). Ho (g–i), mekoallo ea liphoso e emela karolelano ea ± SD, teko ka 'ngoe e entsoe ka makhetlo a mararo ka boikemelo 'me liphetho li ne li tšoana. Lintlha tsa mohloli li fanoa ka mokhoa oa lifaele tsa data tsa mohloli.
Ha re nahana ka tšusumetso e kholo ea metabolism ea tryptophan e fetotsoeng sehlopheng sa LA, re boetse ra hlahloba maemo a tryptophan a serum lihlopheng tsa HC, BN, le LA re sebelisa QQQ. Re fumane hore tryptophan ea serum e fokotsehile ho LA ha e bapisoa le HC kapa BN (p < 0.001, Setšoantšo sa 5d), e leng se lumellanang le liphuputso tse fetileng tsa hore maemo a tryptophan a potolohang a tlase ho bakuli ba nang le kankere ea matšoafo ho feta ho balaoli ba phetseng hantle ba tsoang sehlopheng sa taolo33,34,35. Phuputso e 'ngoe e sebelisang PET/CT tracer 11C-methyl-L-tryptophan e fumane hore nako ea ho boloka lets'oao la tryptophan liseleng tsa kankere ea matšoafo e eketsehile haholo ha e bapisoa le liso tse se nang kotsi kapa lisele tse tloaelehileng36. Re nahana hore phokotso ea tryptophan serum ea LA e ka bontša ho nkuoa ha tryptophan e sebetsang ke lisele tsa kankere ea matšoafo.
Ho boetse ho tsebahala hore sehlahisoa sa ho qetela sa tsela ea kynurenine ea catabolism ea tryptophan ke NAD+37,38, e leng substrate ea bohlokoa bakeng sa karabelo ea glyceraldehyde-3-phosphate le 1,3-bisphosphoglycerate ho glycolysis39. Leha lithuto tse fetileng li shebane le karolo ea catabolism ea tryptophan taolong ea 'mele ea ho itšireletsa mafung, re batlile ho hlakisa tšebelisano-'moho pakeng tsa dysregulation ea tryptophan le litsela tsa glycolytic tse bonoang thutong ea hona joale. Solute transporter family 7 member 5 (SLC7A5) e tsejoa e le tryptophan transporter43,44,45. Quinolinic acid phosphoribosyltransferase (QPRT) ke enzyme e fumanehang ka tlase ho tsela ea kynurenine e fetolang quinolinic acid ho NAMN46. Tlhahlobo ea sete ea data ea LUAD TCGA e senotse hore SLC7A5 le QPRT ka bobeli li ne li phahame haholo liseleng tsa hlahala ha li bapisoa le lisele tse tloaelehileng (Setšoantšo sa 5e). Keketseho ena e bonoe mekhahlelong ea I le ea II hammoho le mekhahlelong ea III le ea IV ea adenocarcinoma ea matšoafo (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 11), se bontšang mathata a pele a metabolism ea tryptophan e amanang le ho hlaha ha tumorigenesis.
Ho phaella moo, sete ya data ya LUAD-TCGA e bontshitse kamano e ntle pakeng tsa tlhahiso ya SLC7A5 le GAPDH mRNA disampoleng tsa bakudi ba kankere (r = 0.45, p = 1.55E-26, Setšoantšo sa 5f). Ka lehlakoreng le leng, ha ho na kamano e kgolo e fumanweng pakeng tsa diphatsa tsa lefutso tse jwalo dinama tse tloaelehileng tsa matshwafo (r = 0.25, p = 0.06, Setšoantšo sa 5f). Ho kgeloswa ha SLC7A5 (Setšoantšo se Tlatsetsang sa 12) diseleng tsa A549 ho fokoditse haholo maemo a tryptophan ya sele le NAD(H) (Setšoantšo sa 5g,h), e leng se fellang ka ts'ebetso e fokotsehileng ya glycolytic jwalo ka ha e lekantswe ka sekgahla sa extracellular acidification (ECAR) (Setšoantšo sa 1). 5i). Kahoo, ho itshetlehile ka diphetoho tsa metabolism ho serum le ho lemoha ka vitro, re nahana hore metabolism ya tryptophan e ka hlahisa NAD+ ka tsela ya kynurenine mme ya bapala karolo ya bohlokwa ho ntshetseng pele glycolysis kankereng ya matshwafo.
Lithuto li bontšitse hore palo e kholo ea li-nodule tsa matšoafo tse sa tsejoeng tse fumanoeng ke LDCT li ka lebisa tlhokong ea liteko tse ling tse kang PET-CT, biopsy ea matšoafo, le kalafo e feteletseng ka lebaka la tlhahlobo e fosahetseng ea mofetše.31 Joalokaha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 6, thuto ea rona e hlwaile phanele ea li-metabolite tsa serum tse nang le boleng bo ka bang teng ba tlhahlobo bo ka ntlafatsang karohano ea likotsi le taolo e latelang ea li-nodule tsa matšoafo tse fumanoeng ke CT.
Li-nodule tsa matšoafo li hlahlojoa ho sebelisoa computed tomography (LDCT) ea tekanyo e tlase ka likarolo tsa litšoantšo tse bontšang lisosa tse se nang kotsi kapa tse kotsi. Sephetho se sa tsejoeng sa li-nodule se ka lebisa ho maeto a ho latela khafetsa, ho kenella ho sa hlokahaleng, le kalafo e feteletseng. Ho kenyelletsoa ha li-classifier tsa metabolism ea serum tse nang le boleng ba tlhahlobo ho ka ntlafatsa tlhahlobo ea kotsi le taolo e latelang ea li-nodule tsa matšoafo. PET positron emission tomography.
Lintlha tse tsoang phuputsong ea US NLST le phuputsong ea European NELSON li bontša hore ho hlahloba lihlopha tse kotsing e kholo ka computed tomography (LDCT) ea tekanyo e tlase ho ka fokotsa lefu la kankere ea matšoafo1,3. Leha ho le joalo, tlhahlobo ea kotsi le taolo ea kliniki e latelang ea palo e kholo ea li-nodule tsa matšoafo tse sa lebelloang tse fumanoeng ke LDCT e ntse e le phephetso e kholo. Sepheo se seholo ke ho ntlafatsa karohano e nepahetseng ea liprothokholi tse teng tse thehiloeng ho LDCT ka ho kenyelletsa li-biomarker tse tšepahalang.
Li-biomarker tse itseng tsa limolek'hule, tse kang li-metabolite tsa mali, li fumanoe ka ho bapisa kankere ea matšoafo le li-control tse phetseng hantle15,17. Phuputsong ea hajoale, re tsepamisitse maikutlo ts'ebelisong ea tlhahlobo ea metabolomics ea serum ho khetholla lipakeng tsa li-nodule tsa pulmonary tse se nang kotsi le tse kotsi tse fumanoeng ka tšohanyetso ke LDCT. Re bapisitse lisampole tsa serum metabolome ea lefats'e ea taolo e phetseng hantle (HC), li-nodule tsa matšoafo tse se nang kotsi (BN), le lisampole tsa adenocarcinoma ea matšoafo ea mohato oa I re sebelisa tlhahlobo ea UPLC-HRMS. Re fumane hore HC le BN li na le liprofayili tse tšoanang tsa metabolism, athe LA e bontšitse liphetoho tse kholo ha e bapisoa le HC le BN. Re hlwaile lihlopha tse peli tsa li-metabolite tsa serum tse khethollang LA ho HC le BN.
Morero oa hona joale oa ho khetholla li-nodule tse se nang kotsi le tse kotsi o thehiloe haholo-holo boholong, bongata, sebopeho le sekhahla sa kholo ea li-nodule ha nako e ntse e ea. Lithuto tse fetileng li bontšitse hore boholo ba li-nodule bo amana haufi-ufi le monyetla oa kankere ea matšoafo. Esita le ho bakuli ba kotsing e kholo, kotsi ea ho ba le mofetše li-nodule tse ka tlase ho 6 mm ke <1%. Kotsi ea ho ba le mofetše li-nodule tse boholo ba 6 ho isa ho 20 mm e tloha ho 8% ho isa ho 64%30. Ka hona, Mokhatlo oa Fleischner o khothaletsa bophara ba cutoff ba 6 mm bakeng sa tlhahlobo ea kamehla ea CT. 29 Leha ho le joalo, tlhahlobo ea kotsi le taolo ea li-nodule tsa pulmonary tse sa tsejoeng (IPN) tse kholo ho feta 6 mm ha lia etsoa ka ho lekaneng 31. Tsamaiso ea hona joale ea lefu la pelo la tsoalo hangata e thehiloe ho emeng ka hloko ka tlhokomelo ea CT khafetsa.
Ho latela metabolome e netefalitsoeng, re bontšitse ka lekhetlo la pele hore ho kopana ha matšoao a metabolomic pakeng tsa batho ba phetseng hantle le li-nodule tse se nang kotsi <6 mm. Ho tšoana ha baeloji ho lumellana le liphuputso tsa CT tse fetileng hore kotsi ea ho ba le mofetše bakeng sa li-nodule tse ka tlase ho 6 mm e tlase joalo ka bakeng sa batho ba se nang li-nodule.30 Ho lokela ho hlokomeloa hore liphetho tsa rona li boetse li bontša hore li-nodule tse se nang kotsi <6 mm le ≥6 mm li na le ho tšoana ho hoholo liprofaeleng tsa metabolomic, ho fana ka maikutlo a hore tlhaloso ea ts'ebetso ea sesosa se sa nang kotsi e tsitsitse ho sa tsotelehe boholo ba li-nodule. Kahoo, liphanele tsa sejoale-joale tsa metabolite ea serum ea tlhahlobo li ka fana ka teko e le 'ngoe e le teko ea ho se khaotse ha li-nodule li fumanoa qalong ho CT 'me mohlomong li fokotsa tlhokomelo ea serial. Ka nako e ts'oanang, phanele e tšoanang ea li-biomarker tsa metabolism e ile ea khetholla li-nodule tse kotsi tse ka bang ≥6 mm ka boholo ho li-nodule tse se nang kotsi 'me ea fana ka likhakanyo tse nepahetseng bakeng sa li-IPN tsa boholo bo tšoanang le litšobotsi tse sa hlakang tsa sebopeho litšoantšong tsa CT. Sehlopha sena sa metabolism ea serum se entse hantle ho boleleng mofetše oa li-nodule tse ka tlase ho ≥6 mm ka AUC ea 0.927. Ha re di kopanya, diphetho tsa rona di bontsha hore ditshwaelo tse ikgethang tsa metabolomic ya serum di ka bontsha ka ho hlaka diphetoho tsa pele tsa metabolism tse bakwang ke hlahala mme di na le boleng bo ka bang teng e le ditshupiso tsa kotsi, ho sa tsotelehe boholo ba diqhutsu.
Haholo-holo, adenocarcinoma ea matšoafo (LUAD) le squamous cell carcinoma (LUSC) ke mefuta e meholo ea kankere ea matšoafo e seng ea lisele tse nyane (NSCLC). Kaha LUSC e amahanngoa haholo le tšebeliso ea koae47 'me LUAD ke histology e tloaelehileng haholo ea li-nodule tsa matšoafo tse sa lebelloang tse fumanoeng tlhahlobong ea CT48, mohlala oa rona oa sehlopha o hahiloe ka ho khetheha bakeng sa lisampole tsa adenocarcinoma ea mohato oa I. Wang le basebetsi-'moho le eena ba ile ba tsepamisa maikutlo ho LUAD 'me ba khetholla matšoao a robong a lipid ba sebelisa lipidomics ho khetholla kankere ea matšoafo ea mohato oa pele ho batho ba phetseng hantle17. Re lekile mohlala oa hona joale oa sehlopha maemong a 16 a LUSC ea mohato oa I le li-nodule tse 74 tse se nang kotsi 'me ra bona ho nepahala ho tlase ha ponelopele ea LUSC (AUC 0.776), ho fana ka maikutlo a hore LUAD le LUSC li ka ba le matšoao a tsona a metabolomic. Ka 'nete, LUAD le LUSC li bontšitsoe li fapana ka etiology, tšimoloho ea baeloji le ho fetoha ha liphatsa tsa lefutso49. Ka hona, mefuta e meng ea histology e lokela ho kenyelletsoa mehlaleng ea koetliso bakeng sa ho lemoha kankere ea matšoafo ho latela baahi mananeong a tlhahlobo.
Mona, re hlwaile litsela tse tšeletseng tse fetoloang hangata ho adenocarcinoma ea matšoafo ha li bapisoa le li-control tse phetseng hantle le li-nodule tse se nang kotsi. Xanthine le hypoxanthine ke li-metabolite tse tloaelehileng tsa tsela ea metabolism ea purine. Ho latela liphetho tsa rona, li-intermediate tse amanang le metabolism ea purine li eketsehile haholo serum kapa liseleng tsa bakuli ba nang le adenocarcinoma ea matšoafo ha li bapisoa le li-control tse phetseng hantle kapa bakuli ba sethaleng sa pele sa ho kenella15,50. Maemo a phahameng a xanthine le hypoxanthine serum a ka bonts'a anabolism e hlokahalang ke lisele tsa mofetše tse atang ka potlako. Ho se sebetse hantle ha metabolism ea glucose ke letšoao le tsebahalang la metabolism ea mofetše51. Mona, re bone keketseho e kholo ea pyruvate le lactate sehlopheng sa LA ha li bapisoa le sehlopha sa HC le BN, e leng se lumellanang le litlaleho tsa pejana tsa ho se sebetse hantle ha tsela ea glycolytic liprofaeleng tsa metabolome ea serum ea bakuli ba kankere ea matšoafo ea lisele tse seng nyane (NSCLC) le li-control tse phetseng hantle. Liphetho lia tsitsa52,53.
Habohlokoa, re bone kamano e fapaneng pakeng tsa metabolism ea pyruvate le tryptophan serum ea adenocarcinomas ea matšoafo. Maemo a tryptophan ea serum a fokotsehile sehlopheng sa LA ha a bapisoa le sehlopha sa HC kapa BN. Hoa thahasellisa hore phuputso e kholo e fetileng e sebelisang sehlopha se ka bang teng e fumane hore maemo a tlase a tryptophan e potolohang a ne a amahanngoa le kotsi e eketsehileng ea kankere ea matšoafo 54. Tryptophan ke amino acid ea bohlokoa eo re e fumanang ka botlalo lijong. Re etsa qeto ea hore ho fokotseha ha tryptophan ea serum ho adenocarcinoma ea matšoafo ho ka bontša ho fokotseha ka potlako ha metabolite ena. Ho tsebahala hantle hore sehlahisoa sa ho qetela sa catabolism ea tryptophan ka tsela ea kynurenine ke mohloli oa tlhahiso ea de novo NAD+. Hobane NAD+ e hlahisoa haholo-holo ka tsela ea pholoso, bohlokoa ba NAD+ ho metabolism ea tryptophan bophelong bo botle le bokuli bo ntse bo lokela ho fumanoa46. Tlhahlobo ea rona ea database ea TCGA e bontšitse hore tlhahiso ea tryptophan transporter solute transporter 7A5 (SLC7A5) e eketsehile haholo ho adenocarcinoma ea matšoafo ha e bapisoa le taolo e tloaelehileng 'me e ne e amana hantle le tlhahiso ea enzyme ea glycolytic GAPDH. Lithuto tse fetileng li shebane haholo le karolo ea tryptophan catabolism ho hatelleng karabelo ea' mele ea ho itšireletsa mafung khahlanong le hlahala40,41,42. Mona re bontša hore thibelo ea ho nkuoa ha tryptophan ka ho theola SLC7A5 liseleng tsa kankere ea matšoafo e fella ka ho fokotseha ho latelang ha maemo a NAD a sele le ho fokotseha ha ts'ebetso ea glycolytic ka nako e le 'ngoe. Ka bokhutšoanyane, thuto ea rona e fana ka motheo oa baeloji bakeng sa liphetoho metabolism ea serum e amanang le phetoho e mpe ea adenocarcinoma ea matšoafo.
Liphetoho tsa EGFR ke tsona tse bakang liphetoho tse tloaelehileng haholo ho bakuli ba nang le NSCLC. Thutong ea rona, re fumane hore bakuli ba nang le phetoho ea EGFR (n = 41) ba ne ba e-na le liprofaele tsa metabolomic ka kakaretso tse tšoanang le bakuli ba nang le EGFR ea mofuta oa tlhaho (n = 31), leha re fumane maemo a fokotsehileng a serum a bakuli ba bang ba fetotsoeng ba EGFR ho bakuli ba acylcarnitine. Mosebetsi o thehiloeng oa acylcarnitines ke ho tsamaisa lihlopha tsa acyl ho tloha cytoplasm ho ea ho mitochondrial matrix, e leng se lebisang ho oxidation ea mafura a acid ho hlahisa matla 55. Tumellanong le liphuputso tsa rona, phuputso ea morao tjena e boetse e fumane liprofaele tse tšoanang tsa metabolome pakeng tsa mutant ea EGFR le lihlahala tsa mofuta oa tlhaho oa EGFR ka ho sekaseka metabolome ea lefats'e ea lisampole tsa lisele tsa adenocarcinoma tse 102 tsa matšoafo 50. Hoa thahasellisa hore, litaba tsa acylcarnitine le tsona li fumanoe sehlopheng sa mutant sa EGFR. Ka hona, hore na liphetoho maemong a acylcarnitine li bonts'a liphetoho tsa metabolism tse bakoang ke EGFR le litsela tsa limolek'hule tse ka tlase li ka hloka thuto e eketsehileng.
Qetellong, thuto ea rona e theha sehlopha sa metabolism ea serum bakeng sa tlhahlobo e fapaneng ea li-nodule tsa matšoafo 'me e sisinya mokhoa oa tšebetso o ka ntlafatsang tlhahlobo ea kotsi le ho nolofatsa taolo ea kliniki ho latela tlhahlobo ea CT scan.
Phuputso ena e amohetsoe ke Komiti ea Boitšoaro ea Sepetlele sa Kankere sa Univesithi ea Sun Yat-sen, Sepetlele sa Pele se Kopanetsoeng sa Univesithi ea Sun Yat-sen, le Komiti ea Boitšoaro ea Sepetlele sa Kankere sa Univesithi ea Zhengzhou. Lihlopheng tsa ho sibolla le ho netefatsa ka hare, li-sera tse 174 ho tsoa ho batho ba phetseng hantle le li-sera tse 244 ho tsoa ho li-nodule tse se nang kotsi li ile tsa bokelloa ho batho ba hlahlojoang selemo le selemo Lefapheng la Taolo le Thibelo ea Kankere, Setsi sa Kankere sa Univesithi ea Sun Yat-sen, le li-nodule tse se nang kotsi tse 166. serum. Li-adenocarcinoma tsa matšoafo tsa Stage I li ile tsa bokelloa Setsing sa Kankere sa Univesithi ea Sun Yat-sen. Sehlopheng sa netefatso ea kantle, ho bile le linyeoe tse 48 tsa li-nodule tse se nang kotsi, linyeoe tse 39 tsa adenocarcinoma ea matšoafo ea stage I ho tsoa Sepetleleng sa Pele se Kopanetsoeng sa Univesithi ea Sun Yat-sen, le linyeoe tse 24 tsa adenocarcinoma ea matšoafo ea stage I ho tsoa Sepetleleng sa Kankere sa Zhengzhou. Setsi sa Kankere sa Univesithi ea Sun Yat-sen se boetse se bokelletse linyeoe tse 16 tsa kankere ea matšoafo ea sele ea squamous ea mohato oa I ho leka bokhoni ba ho hlahloba ba sehlopha sa metabolism se thehiloeng (litšobotsi tsa mokuli li bontšitsoe Tafoleng e Tlatsetsang ea 5). Lisampole tse tsoang sehlopheng sa ho sibolla le sehlopha sa netefatso ea kahare li bokelletsoe pakeng tsa Pherekhong 2018 le Mots'eanong 2020. Lisampole tsa sehlopha sa netefatso ea kantle li bokelletsoe pakeng tsa Phato 2021 le Mphalane 2022. Ho fokotsa leeme la bong, palo e batlang e lekana ea linyeoe tsa banna le basali e ile ea abeloa sehlopha ka seng. Sehlopha sa ho Sibolla le Sehlopha sa Tlhahlobo ea Ka Hare. Bong ba bankakarolo bo ile ba khethoa ho latela tlaleho ea motho ka mong. Tumello e nang le tsebo e fumanoe ho bankakarolo bohle 'me ha hoa fanoa ka puseletso. Batho ba nang le li-nodule tse se nang kotsi e ne e le ba nang le lintlha tse tsitsitseng tsa CT scan lilemong tse 2 ho isa ho tse 5 nakong ea tlhahlobo, ntle le nyeoe e le 'ngoe ho tsoa sampole ea netefatso ea kantle, e ileng ea bokelloa pele ho opereishene 'me ea fumanoa ka histopathology. Ntle le bronchitis e sa foleng. Linyeoe tsa adenocarcinoma ea matšoafo li bokelletsoe pele ho ho tlosoa ha matšoafo 'me tsa tiisoa ka tlhahlobo ea pathological. Disampole tsa madi a ho itima dijo di ile tsa bokellwa ka hara diphaephe tsa karohano ya serum ntle le di-anticoagulant. Disampole tsa madi di ile tsa kwala hora e le nngwe mochesong wa kamore mme tsa kenngwa ka sentrifuge ho 2851 × g metsotso e 10 ho 4°C ho bokella serum supernatant. Di-aliquot tsa serum di ile tsa hoamiswa ho -80°C ho fihlela ho ntshuwa metabolite. Lefapha la Thibelo ya Kankere le Tlhahlobo ya Bongaka la Sun Yat-sen University Cancer Center le ile la bokella letamo la serum ho bafani ba 100 ba phetseng hantle, ho kenyeletswa le palo e lekanang ya banna le basadi ba dilemo tse 40 ho isa ho tse 55. Bongata bo lekanang ba sampole ka nngwe ya bafani bo ile ba kopanngwa, letamo le hlahisitsweng le ile la qotswa mme la bolokwa ho -80°C. Motswako wa serum o ile wa sebediswa e le thepa ya referense bakeng sa taolo ya boleng le ho lekanya data.
Serum ea litšupiso le lisampole tsa liteko li ile tsa qhibilihisoa 'me metabolites li ile tsa ntšoa ho sebelisoa mokhoa o kopaneng oa ho ntša (MTBE/methanol/metsi) 56. Ka bokhutšoanyane, 50 μl ea serum e ile ea kopanngoa le 225 μl ea methanol e batang leqhoa le 750 μl ea methyl tert-butyl ether e batang leqhoa (MTBE). Hlohlelletsa motsoako 'me u o futhumale leqhoang ka hora e le' ngoe. Ebe lisampole li ile tsa kopanngoa 'me vortex ea kopanngoa le 188 μl ea metsi a sehlopha sa MS a nang le litekanyetso tsa kahare (13C-lactate, 13C3-pyruvate, 13C-methionine, le 13C6-isoleucine, tse rekiloeng ho Cambridge Isotope Laboratories). Motsoako o ile oa kenngoa ka centrifuge ho 15,000 × g metsotso e 10 ho 4 °C, 'me karolo e ka tlase ea fetisetsoa ka har'a lipeipi tse peli (125 μL ka' ngoe) bakeng sa tlhahlobo ea LC-MS ka mekhoa e metle le e mebe. Qetellong, sampole e ile ea fetoloa mouoane hore e ome ka har'a sesebelisoa sa vacuum se lebelo le phahameng.
Li-metabolite tse omisitsoeng li ile tsa tsosolosoa ka 120 μl ea 80% acetonitrile, tsa kenngoa ka vortex metsotso e 5, 'me tsa kenngoa ka centrifuge ho 15,000 × g metsotso e 10 ho 4°C. Li-supernatant li ile tsa fetisetsoa ka har'a li-vial tsa khalase ea amber tse nang le li-microinserts bakeng sa lithuto tsa metabolomics. Tlhahlobo ea metabolomics e sa lebelloang sethaleng sa ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS). Li-metabolite li ile tsa aroloa ho sebelisoa sistimi ea Dionex Ultimate 3000 UPLC le kholomo ea ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Metsi). Mokhoeng oa ion o motle, mekhahlelo e tsamaeang e ne e le 95% (A) le 50% acetonitrile (B), e 'ngoe le e 'ngoe e na le 10 mmol/L ammonium acetate le 0.1% formic acid. Mokgweng o fosahetseng, mekhahlelo e tsamayang ya A le B e ne e na le 95% le 50% acetonitrile, ka ho latellana, mekhahlelo ka bobedi e ne e na le 10 mmol/L ammonium acetate, pH = 9. Lenaneo la gradient e ne e le ka tsela e latelang: 0–0.5 min, 2% B; 0.5–12 min, 2–50% B; 12–14 min, 50–98% B; 14–16 min, 98% B; 16–16.1 min, 98–2% B; 16.1–20 min, 2% B. Kholomo e ne e bolokilwe ho 40°C mme sampole ho 10°C ka hara autosampler. Sekgahla sa phallo e ne e le 0.3 ml/min, bophahamo ba ente e ne e le 3 μl. Sesepa-pono sa boima ba Q-Exactive Orbitrap (Thermo Fisher Scientific) se nang le mohlodi wa electrospray ionization (ESI) se sebedisitswe ka mokgwa wa ho skena ka botlalo mme se kopantswe le mokgwa wa ho lekola wa ddMS2 ho bokella bongata bo boholo ba data. Diparamitha tsa MS di beilwe ka tsela e latelang: motlakase wa spray +3.8 kV/- 3.2 kV, mocheso wa capillary 320°C, kgase e sireletsang 40 arb, kgase e thusang 10 arb, mocheso wa hitara ya probe 350°C, sebaka sa ho skena 70–1050 m/h, qeto. 70 000. Lintlha di fumanwe ho sebediswa Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific).
Ho lekola boleng ba data, disampole tsa taolo ya boleng bo kopaneng (QC) di hlahisitswe ka ho tlosa di-aliquot tse 10 μL tsa supernatant ho tloha sampole ka nngwe. Diente tse tsheletseng tsa disampole tsa taolo ya boleng di ile tsa sekasekwa qalong ya tatellano ya tlhahlobo ho lekola botsitso ba sistimi ya UPLC-MS. Disampole tsa taolo ya boleng di kenngwa nako le nako ka hara sehlopha. Dihlopha tsohle tse 11 tsa disampole tsa serum thutong ena di ile tsa sekasekwa ke LC-MS. Di-aliquot tsa motswako wa letamo la serum ho tswa ho bafani ba 100 ba phetseng hantle di ile tsa sebediswa e le thepa ya ditshupiso dihlopheng tse fapaneng ho lekola tshebetso ya ho ntsha le ho lokisa ditlamorao tsa sehlopha ho ya ho sehlopha. Tlhahlobo ya metabolomics e sa lebellwang ya sehlopha sa ho sibolla, sehlopha sa netefatso ya ka hare, le sehlopha sa netefatso ya kantle e ile ya etswa Setsing sa Metabolomics sa Sun Yat-sen University. Laboratori ya kantle ya Setsi sa Tlhahlobo le Teko sa Univesithi ya Guangdong ya Theknoloji le yona e sekasekile disampole tse 40 ho tswa ho sehlopha sa kantle ho lekola tshebetso ya mohlala wa sehlopha.
Kamora ho ntšoa le ho hlophisoa bocha, ho lekanngoa ka botlalo ha metabolites ea serum ho sebelisoa ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (Agilent 6495 triple quadrupole) ka mohloli oa electrospray ionization (ESI) ka mokhoa oa multiple reaction monitoring (MRM). Kholomo ea ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Metsi) e sebelisitsoe ho arola metabolites. Mokhahlelo oa ho tsamaea o ne o e-na le 90% (A) le 5% acetonitrile (B) ka 10 mmol/L ammonium acetate le tharollo ea 0.1% ammonia. Lenaneo la gradient le ne le le tjena: 0–1.5 min, 0% B; 1.5–6.5 min, 0–15% B; 6.5–8 min, 15% B; 8–8.5 min, 15%–0% B; 8.5–11.5 min, 0%B. Kholomo e ile ea bolokoa ho 40 °C 'me sampole ho 10 °C ka har'a sampler e ikemetseng. Sekhahla sa phallo e ne e le 0.3 mL/min 'me bophahamo ba ente e ne e le 1 μL. Litekanyetso tsa MS li behiloe ka tsela e latelang: motlakase oa capillary ±3.5 kV, khatello ea nebulizer 35 psi, phallo ea khase ea sheath 12 L/min, mocheso oa khase ea sheath 350°C, mocheso oa khase ea ho omisa 250°C, le phallo ea khase ea ho omisa 14 l/min. Liphetoho tsa MRM tsa tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine le xanthine e ne e le 205.0–187.9, 87.0–43.4, 89.0–43.3, 135.0–92.3 le 151.0–107. 9 ka ho latellana. Lintlha li ile tsa bokelloa ho sebelisoa Mass Hunter B.07.00 (Agilent Technologies). Bakeng sa disampole tsa serum, tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine, le xanthine li ile tsa lekanngoa ka ho sebelisa li-calibration curves tsa litharollo tse tloaelehileng tsa motsoako. Bakeng sa disampole tsa sele, bongata ba tryptophan bo ile ba lekanngoa ho ea boemong bo tloaelehileng ba ka hare le boima ba protheine ea sele.
Ho ntšoa ha tlhōrō (m/z le nako ea ho boloka (RT)) ho entsoe ho sebelisoa Compound Discovery 3.1 le TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific). Ho felisa liphapang tse ka bang teng lipakeng tsa lihlopha, tlhōrō e 'ngoe le e 'ngoe e ikhethang ea sampole ea teko e ile ea aroloa ka tlhōrō e ikhethang ea thepa ea litšupiso ho tsoa sehlopheng se le seng ho fumana bongata bo lekanyelitsoeng. Ho kheloha ha maemo a amanang le maemo a ka hare pele le ka mor'a ho lekanngoa ho bontšitsoe Tafoleng e Tlatsetsang ea 6. Liphapang lipakeng tsa lihlopha tsena tse peli li ile tsa khetholloa ka sekhahla sa ho sibolloa ha bohata (FDR<0.05, teko ea boemo e saennoeng ea Wilcoxon) le phetoho ea ho fold (>1.2 kapa <0.83). Lintlha tsa MS tse tala tsa likarolo tse ntšitsoeng le data ea MS e lokisitsoeng ka serum ea litšupiso li bontšoa ho Tlatsetso ea Lintlha tsa 1 le Tlatsetso ea Lintlha tsa 2, ka ho latellana. Tlhaloso ea tlhōrō e entsoe ho latela maemo a mane a hlalositsoeng a ho khetholla, ho kenyeletsoa le metabolites e khethiloeng, metsoako e hlalositsoeng ka mokhoa o belaetsang, lihlopha tsa metsoako tse hlalositsoeng ka mokhoa o belaetsang, le metsoako e sa tsejoeng 22. Ho latela lipatlisiso tsa database ho Compound Discovery 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider), metsoako ea baeloji e nang le litekanyetso tse netefalitsoeng tsa MS/MS tse lumellanang kapa litlhaloso tse nepahetseng tsa ho tšoana ho mzCloud (lintlha > 85) kapa Chemspider qetellong li khethiloe e le li-intermediate pakeng tsa differential metabolome. Litlhaloso tse phahameng bakeng sa tšobotsi ka 'ngoe li kenyelelitsoe ho Supplementary Data 3. MetaboAnalyst 5.0 e sebelisitsoe bakeng sa tlhahlobo ea univariate ea bongata ba metabolite bo tloaelehileng. MetaboAnalyst 5.0 e boetse e hlahlobile tlhahlobo ea ntlafatso ea tsela ea KEGG e thehiloeng ho metabolites e fapaneng haholo. Tlhahlobo ea likarolo tse kholo (PCA) le tlhahlobo ea likarolo tse nyane ka ho fetisisa (PLS-DA) li hlahlobiloe ho sebelisoa sephutheloana sa software sa ropls (v.1.26.4) ka ho tloaeleha ha stack le autoscaling. Mohlala o motle oa biomarker oa metabolite bakeng sa ho bolela esale pele mofetše oa nodule o hlahisitsoe ho sebelisoa binary logistic regression ka bonyane ho fokotseha ho feletseng le operator ea khetho (LASSO, R package v.4.1-3). Tshebetso ya mohlala o khethollang dihlopheng tsa ho lemoha le ho netefatsa e ne e tshwailwe ka ho hakanya AUC ho latela tlhahlobo ya ROC ho ya ka sephutheloana sa pROC (v.1.18.0.). Mokgahlelo o motle wa monyetla o fumanwe ho latela index e phahameng ka ho fetisisa ya Youden ya mohlala (kutloisiso + ho totobala - 1). Disampole tse nang le boleng bo ka tlase kapa bo boholo ho feta moedi di tla bolelwa esale pele e le di-nodule tse se nang kotsi le adenocarcinoma ya matshwafo, ka ho latellana.
Lisele tsa A549 (#CCL-185, American Type Culture Collection) li holisitsoe ka mokhoa oa F-12K o nang le 10% FBS. Li-sequence tsa RNA (shRNA) tse khutšoanyane tse shebaneng le SLC7A5 le taolo e sa shebaneng le eona (NC) li kentsoe ka har'a vector ea lentiviral pLKO.1-puro. Li-sequence tsa antisense tsa shSLC7A5 ke tse latelang: Sh1 (5′-GGAGAAACCTGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′). Li-antibodies ho SLC7A5 (#5347) le tubulin (#2148) li rekiloe ho tsoa ho Cell Signaling Technology. Li-antibodies ho SLC7A5 le tubulin li sebelisitsoe ka ho hlapolloa ha 1:1000 bakeng sa tlhahlobo ea Western blot.
Teko ea Khatello ea Kelello ea Seahorse XF Glycolytic e lekanya maemo a extracellular acidification (ECAR). Tekong, glucose, oligomycin A, le 2-DG li ile tsa fanoa ka tatellano ho leka bokhoni ba glycolytic ba sele joalo ka ha bo lekantsoe ke ECAR.
Lisele tsa A549 tse fetiselitsoeng ka taolo e seng ea targeting (NC) le shSLC7A5 (Sh1, Sh2) li ile tsa phutheloa bosiu bohle ka lijaneng tsa bophara ba 10 cm. Li-metabolite tsa sele li ile tsa ntšoa ka 1 ml ea methanol e metsi e batang haholo ea 80%. Lisele tse ka har'a tharollo ea methanol li ile tsa hohloa, tsa bokelloa ka har'a tube e ncha, 'me tsa kenngoa ka centrifuge ho 15,000 × g metsotso e 15 ho 4°C. Bokella 800 µl ea supernatant 'me tsa omisoa ho sebelisoa vacuum concentrator e potlakileng. Li-pellets tsa metabolite tse omisitsoeng li ile tsa hlahlojoa bakeng sa maemo a tryptophan ho sebelisoa LC-MS/MS joalo ka ha ho hlalositsoe kaholimo. Maemo a NAD(H) a sele liseleng tsa A549 (NC le shSLC7A5) a ile a lekanngoa ho sebelisoa kit ea colorimetric ea NAD+/NADH (#K337, BioVision) ho latela litaelo tsa moetsi. Maemo a protheine a ile a lekanngoa bakeng sa sampole ka 'ngoe ho etsa hore palo ea li-metabolite e be boemong bo tloaelehileng.
Ha ho na mekhoa ea lipalo-palo e sebelisitsoeng ho fumana boholo ba sampole pele. Lithuto tsa metabolomics tse fetileng tse reretsoeng ho sibolla biomarker15,18 li nkiloe e le litekanyetso tsa ho fumana boholo, 'me ha li bapisoa le litlaleho tsena, sampole ea rona e ne e lekane. Ha ho lisampole tse ileng tsa tlosoa sehlopheng sa thuto. Lisampole tsa serum li ile tsa abeloa sehlopha sa ho sibolla ka mokhoa o sa reroang (linyeoe tse 306, 74.6%) le sehlopha sa netefatso ea ka hare (linyeoe tse 104, 25.4%) bakeng sa lithuto tsa metabolomics tse sa lebelloang. Re boetse re khethile linyeoe tse 70 ka mokhoa o sa reroang ho tsoa sehlopheng ka seng ho tsoa sete ea ho sibolla bakeng sa lithuto tsa metabolomics tse reriloeng. Bafuputsi ba ile ba foufatsoa hore ba se ke ba bona kabelo ea sehlopha nakong ea pokello le tlhahlobo ea data ea LC-MS. Litlhahlobo tsa lipalo-palo tsa data ea metabolomics le liteko tsa sele li hlalositsoe likarolong tse amehang tsa Liphetho, Lipale tsa Setšoantšo, le Mekhoa. Tekanyo ea tryptophan ea sele, NADT, le ts'ebetso ea glycolytic e entsoe ka makhetlo a mararo ka boikemelo ka liphetho tse tšoanang.
Bakeng sa tlhahisoleseding e batsi mabapi le moralo oa thuto, sheba Kakaretso ea Tlaleho ea Potefolio ea Tlhaho e amanang le sengoloa sena.
Lintlha tse tala tsa MS tsa likarolo tse ntšitsoeng le lintlha tse tloaelehileng tsa MS tsa serum ea litšupiso li bontšoa ho Lintlha tse Eketsehileng 1 le Lintlha tse Eketsehileng 2, ka ho latellana. Litlhaloso tse phahameng tsa likarolo tse fapaneng li hlahisoa ho Lintlha tse Eketsehileng 3. Sete ea lintlha ea LUAD TCGA e ka jarollwa ho https://portal.gdc.cancer.gov/. Lintlha tse kentsweng bakeng sa ho rala kerafo li fanoe ho lintlha tsa mohloli. Lintlha tsa mohloli li fanoe bakeng sa sengoloa sena.
Sehlopha sa Naha sa Thuto ea Tlhahlobo ea Matšoafo, jj. Ho fokotsa lefu la kankere ea matšoafo ka ho sebelisa computed tomography ea tekanyo e tlase. Northern England. J. Med. 365, 395–409 (2011).
Kramer, BS, Berg, KD, Aberle, DR le Prophet, Tlhahlobo ea kankere ea matšoafo ea PC ho sebelisoa CT ea helical e nang le tekanyo e tlase: liphetho tse tsoang Thutong ea Naha ea Tlhahlobo ea Matšoafo (NLST). J. Med. Screen 18, 109–111 (2011).
De Koning, HJ, et al. Ho fokotsa lefu la kankere ea matšoafo ka tlhahlobo ea CT ea volumetric tekong e sa reroang. Engelane Leboea. J. Med. 382, 503–513 (2020).
Nako ea poso: Loetse-18-2023